（通信與信息系統(tǒng)專業(yè)論文）基于gprs的遠程自動抄表中管理軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

華北電力大學碩士學位論文摘要 摘要 為解決現(xiàn)今用電管理中人工抄表存在的花費人力多， 工作量大， 容易出現(xiàn)差錯， 抄表工作不方便等問題，論文提出并設計了基于 g p rs 遠程自動抄表的管理軟件系 統(tǒng)。本文研究了遠程自 動抄表中的三種關鍵技術:g p rs 技術，管理軟件涉及到的 s y b a s e 數(shù)據(jù)庫技術以 及通信規(guī)約; 整體設計了遠程自 動抄表系統(tǒng)， 同時提出一種雙 模式通信的方式;重點設計實現(xiàn)了基于 g p rs 技術遠程自動抄表的管理軟件系統(tǒng)， 系統(tǒng)應用模塊化的設計思想，采用 vc十 + 和 s y b a s e 數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn)了實時抄表、 定時抄表、電費管理、檔案管理等功能。 關鍵詞:g p rs，遠程自 動抄表系統(tǒng)，管理軟件，v c 十 十 ，s y b ase abstract hio r d e r t 0s 0 lv e th e p r o b 1 ems 0 f m e t err e a d i n g s y 斗 e mb y h an dine l e c t ri c m ana g eme nt s yst e m atp r e s e n t ， suc has c o s ti n gm u c hl abo r andw o rk， e “ i l ymaki n g m i s t ake s ， 眼di n c o n v e n i e n c e o f m e t e r r e a d i n g ， m a n a g e m e nts o ft w ar e s yst e mo f r e m o te a u t o m a t i c m e t e r r e a d i n g b a s e do n g p r st e c hno l o g yi s pre s ent e dandd e s i gne d . inth i s p ape r ， thie e k e yt e c hni que s o f r emo t ea u t o m at i cme t err e adi n gs y s t e mare r e s e ar c h e d ， s u c h as g p r s c o m m u n i c a t i o n t e c hno l o g y， the s yba s e d at aba s et e c hno l o g y o f m ana g em e nts o fi w ar e s y s t e m， and c o mm uni c at i o n p r o t o c o l s . t h e h o l i s ti c fr am e w o rk o f re m o t eauto m at i cm e t er r e adi n gs yst e m i sd e s i gne d ，at t h es amet i meak i n do f d o ubl e 一 m o d ec o m m u n i c at i o nm o d ei sp u t forwar d . mana g e m e n t s o n w are s y s t e m o f r e m o t ea u t o ma t i cm et e rr e a di n gs y s t e m b a s e do ng p r si se s p e c i a l l yd e s i gne dand r e a l i z e d . d e s i g n i n gt h o u g h t o f mo dul ar i z at i o n ， v c + +ands ybased at aba s et e c hno l o g y are a p p l i e d i n t h i s s y s t em， r e a l 一 t i m e m e t e r r e a d i n g ， t i m i n g 血 e t err e adi n g ， e l e c tr i c c h a rge m ana g eme ntand ar c h i v e s m ana g e m e n t ar e r e a l i z e d i n t h i s p ape r. yin x i u y an( c o m mu 飯 c a ti o n a n d l n fo rma t i o n s y s t e m ) d i r e c t e d b y p rofh o us i z u k e ywo r d s : g p r s ， re mo t e a u t o m atic m e t e r rea d i u g s yst e m ， ma n a g e 刃 。 e o t s o f 吐 w a re， v c + + ， s y b ase 二 j 二.d口 尸刁明 本人鄭重聲明: 此處所提交的碩士學位論文 基于c p rs 的遠程自 動抄表中 管理軟 件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) ，是本人在華北電力大學攻讀碩士學位期間，在導師指導下進行 的研究工作和取得的研究成果。據(jù)本人所知，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論 文中不 包含其 他人己 經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果， 也不包含為獲得華北電 力大學或其他 教育 機構的學 位或證書 而使用過的材料。 與我一同工作的同 志對本研究所 做的任何貢獻 均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 學 位 論 文 儲簽 名 : 7 表 艷.日期 : 2 鄴 止少 關于學位論文使用授權的說明 本人完 全了 解華北電 力大學有關保留、 使用學位論文的規(guī)定， 即: 學 校有權保管、 并向 有關部門 送交學位論文的原件與復印件; 學 校可以 采用影印、 縮印或其它復制手 段復 制并 保存學 位論文; 學校可允許學位論文被查閱或借閱; 學 ?？梢?學術交流為 目 的 ， 復制贈 送和交換學 位論文; 同 意學校可以 用不同方式在不同 媒體 上發(fā)表、 傳播學 位論文的全部或部分內(nèi)容。 (涉密的 學 位論文在 解密后遵守此規(guī) 定) 作者簽名:甲 秀 掩 產(chǎn) 之 晾二 立 坦 一 導師簽名: 日期 :日期: 里 叢 如 、 . 1 。 、 0 華北電力大學碩干學位論文 第一章 引 言 1 . 1課題研究的背景及意義 抄表方式，即指電表讀數(shù)的抄錄及管理方式，從它的出現(xiàn)到今天，經(jīng)歷了人工 抄表到自 動抄表的重大變革。在最初的抄表方式中，抄表、制表、填表和計費處理 全部由人工完成。這種方式不僅花費的人力多，工作量大，抄表效率低，而且還存 在抄表不到位、估抄、漏抄及抄表周期長等問題。所抄的數(shù)據(jù)要經(jīng)過人工輸入計算 機才能進入管理系統(tǒng)，從而降低了現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的先進性。 隨著一戶一表的推廣及城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的改造，以及國家打破電力供應壟斷局面、 引入競爭政策的逐步深入，發(fā)展遠程自動抄表技術是提高用電管理水平的需要，也 是網(wǎng)絡和計算機技術迅速發(fā)展的必然。 遠程自動抄表技術( remotea u t o mat i c m e t e r reading ) 是將數(shù)據(jù)自 動采集、傳輸和處理應用于電能與管理系統(tǒng)中的一項新技術， 具有抄收速度快、計算精度高、抄表實時性好、可直接與營業(yè)計算機聯(lián)網(wǎng)等突出的 優(yōu)點。采用遠程自 動抄表系統(tǒng)可以緩解抄表人員的勞動強度，降低人為因素造成的 抄表誤差，并能迅速地統(tǒng)計實時線損等。它從根本上克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的弊 端，給電能管理的現(xiàn)代化帶來了新的希望。我們還可以從以下幾點看出遠程自 動抄 表系統(tǒng)的推廣是勢在必行的: ( 1) 隨著一戶一表的推廣及城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的改造，電表的數(shù)量迅速增大，抄表 的工作量越來越大，所需抄表人員越來越多，人力成本大幅度上升。采用遠程自動 抄表，能節(jié)約人力資源實現(xiàn)減員增效。 ( 2) 采用遠程自動抄表，不再需要預約上門抄表時間，居民用電量自動抄收 收費實現(xiàn)自動劃撥，還能迅速查詢賬單，能更好地方便用戶。 ( 3) 采用遠程自 動抄表，對加強用電管理，防止竊電，電費催收，杜絕貪污 腐敗現(xiàn)象等都有積極的意義。 ( 4 )電能、燃氣、水、熱量等表計的自 動抄表逐漸融為一體，將與安防和通 訊等功能共同構成二十一世紀家居的主流一一智能建筑。 ( 5) 采用遠程自動抄表，可提高抄表的準確性，減少因估計或抄寫而造成賬 單錯誤， 使供用電管理部門能及時準確獲得數(shù)據(jù)信息， 有利于提高企業(yè)的服務質(zhì)量， 樹立企業(yè)的良好形象。 ( 6) 隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展， 通訊技術和計算機網(wǎng)絡技術都有了飛速進步，而 二者的結合又進一步演化出許多新的通訊方式和通訊系統(tǒng)， 為遠程自 動抄表的實現(xiàn)提供 華北電力大學碩十學位論文 了更大的現(xiàn)實可能。 ( 7) 隨著電力的發(fā)展，需要從用戶處盡快獲取更多的數(shù)據(jù)信息，如電能需量、 配電變壓器的監(jiān)測、線損的準確統(tǒng)計、分時電量和負荷曲線等，遠程自動抄表為實 現(xiàn)上述要求提供了切實可行的技術手段。 ( 8 )可進一步與配電自 動化系統(tǒng)，調(diào)度自 動化系統(tǒng)和電費帳務管理系統(tǒng)等聯(lián) 網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)的全面自 動化。 以往針對這種數(shù)量大、分布廣的遠程自動抄表系統(tǒng)，通信組網(wǎng)一直是困擾人們 的難題。采用有線電話、無線數(shù)傳電臺、電力線載波等方式時，在施工的方便性、 抗電磁干擾、抗雷擊方面尚有不足，采用光纖則系統(tǒng)造價昂貴。隨著移動通信技術 的發(fā)展，使用無線信道的 全球移動通信系統(tǒng) ( g s m ) 、通用分組無線業(yè)務 ( gprs) 通 信方式，以其無需投資建設無線網(wǎng)絡、 通信覆蓋范圍大、安裝施工十分方便等優(yōu)點， 已經(jīng)在配電自動化系統(tǒng)和嵌入式電能量遙測系統(tǒng)中得到應用，被越來越多的用戶所 青睞。 本文采用基于 g p rs 的遠程自動抄表系統(tǒng)，g p rs 具有提供實時在線服務，抄表 實時性好，抄表速度快，并能迅速統(tǒng)計實時線損，按流量計費等優(yōu)勢。由于 g p rs 網(wǎng)絡支持tcp /ip 、u dp等協(xié)議，而且可以與分組數(shù)據(jù)網(wǎng) ( 如 工 nternet) 等互通，所 以通過 g p rs 把數(shù)據(jù)匯集到服務器，具有采集數(shù)據(jù)快速準確，能快速生成用電統(tǒng)計 分析， 交費單據(jù)等特點，與傳統(tǒng)的入工抄表相比，極大地提高了效率。 1 . 2遠程自動抄表系統(tǒng)的國內(nèi)外研究動態(tài) 目前世界各國都在對傳統(tǒng)的電力工業(yè)生產(chǎn)方式和管理模式進行改革，使壟斷的 電力行業(yè)向開放式的商業(yè)化運營和管理方向發(fā)展。在發(fā)達國家 ( 英國、美國、澳大 利亞) ，電力市場降低了電網(wǎng)運營費用，使得工業(yè)用電和居民用電的電費都大幅度 降低。在發(fā)展中國家 ( 阿根廷、巴西) ，由于建立了電力市場，吸引了大量的外資 投入到電廠建設，基本解決了缺電問題。隨著全球范圍內(nèi)電力經(jīng)營市場化的發(fā)展， 電力等公共事業(yè)企業(yè)遠程自 動抄表技術 ( ram r) 的應用愈加廣泛。遠程自 動抄表不 但成為新的產(chǎn)業(yè)部門，國外己有不少廠商生產(chǎn)出ramr 系列產(chǎn)品，對ramr 的研究也 越來越深入。美國于 1 9 86 就建立了遠程自 動抄表技術協(xié)會 ( ram r a ) ，近年歐洲遠 程自 動抄表協(xié)會 ( e u r ora m r a) 和英國遠程自 動抄表技術協(xié)會 ( u kr枷ra)也相繼成 立.電力技術期刊及互聯(lián)網(wǎng)上也經(jīng)常有相關的研究論文發(fā)表。目前世界各國電力市 場都是建立在實時電價理論基礎上的分時競價機制以達到資源優(yōu)化配置的效果，實 時電價理論已為當今學術界及電力工業(yè)所接受并普遍應用于電力市場的設計和運 營中。我國電力工業(yè)的自動化發(fā)展水平也在不斷提高，其中高壓輸電網(wǎng)的自動化程 華北電力大學碩士學位論文 度已經(jīng)比較高， e m s ( 能量管理系統(tǒng)) 在我國高壓輸電網(wǎng)中的應用已經(jīng)相當?shù)仄毡? 1 。 因此，在我國電力網(wǎng)絡的中、低壓配電系統(tǒng)加快實行電力自 動化工程是一個必然的 趨勢.電力系統(tǒng)中推行遠方自動抄表是電力企業(yè)提高服務質(zhì)量的有效手段，是推行 電力企業(yè)市場化運作的關鍵技術之一。 二十一世紀是網(wǎng)絡化時代，在計算機技術、微電子技術和網(wǎng)絡技術等迅速發(fā)展 下，抄表方案也層出不窮。目 前國內(nèi)外常用的遠程自 動抄表技術有以下幾種121 131: ( 1 )總線方式。整個系統(tǒng)由配電變臺側(cè)的集中器、用戶電表、r s 4 8 5總線網(wǎng)及 相關的軟件和通訊協(xié)議等組成。利用電能表的 r s 一 4 8 5數(shù)據(jù)接口， 采用總線方式， 將 電能表數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚渥兣_區(qū)。再用抄表機讀取數(shù)據(jù)， 輸入到微機， 進行電費計算?？?線方式技術成熟、簡單，在通訊信道正常的情況下通訊可靠、穩(wěn)定，可以實現(xiàn)實時 通訊，但存在布線工作量大，通訊信道易受人為破壞，易大范圍損壞，損壞后故障 排除困難、恢復慢，信道后續(xù)維護量大等不足，實際應用較少。 ( 2) 電話線方式。電話線抄表技術是通過專用的調(diào)制解調(diào)器， 利用公用的電話 網(wǎng)與供電管理部門進行通信。 它無需投入大量資金進行線路改造， 通信質(zhì)量非常高. 但是供電部門需要向電信部門租用電話線，因此只適合電話網(wǎng)絡普及的地區(qū)。 ( 3 )無線方式。需要向無線電管理委員會申請頻率使用權， 并按時交納頻率資 源使用費， 且通訊干擾較大， 故實際應用較少。 ( 4) 低壓電力線載波方式。在居民樓各單元設置數(shù)據(jù)集中器， 然后利用電力線 載波， 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娮儔浩髋_區(qū)。再用抄表機讀取數(shù)據(jù)， 輸入到微機， 進行電費 計算。讀表數(shù)據(jù)及時準確， 系統(tǒng)運行穩(wěn)定， 性能可靠， 這種方式受到國內(nèi)外供電部門 和房地產(chǎn)開發(fā)公司的重視。但這種方式低壓電網(wǎng)諧波干擾大， 元件易受損。目前國 外己對傳統(tǒng)低壓載波抄表技術采取了改進措施，例如，采用低壓載波專用芯片嵌入 快速c pu與相應接口電路，被嵌入設備具有載波信號調(diào)制解調(diào)，電能脈沖采集管理 和通訊協(xié)議處理等綜合功能。各項參數(shù)可自 適應調(diào)整以適應變化大的電力線信道。 采取調(diào)整p lc技術實現(xiàn)電力線上的高速數(shù)據(jù)通信，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時 性。 ( 5) 超窄頻低壓電力線路載波方式。 利用電子式載波電能表及其專用的數(shù)據(jù)集 中裝置， 將電能表數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚渥兣_區(qū)， 再用抄表機讀取數(shù)據(jù)， 輸入到微機， 進行電 費計算。傳遞速度快， 讀表數(shù)據(jù)及時準確， 性能可靠， 受線路干擾小。但因其抄表裝 置的專用性較強， 后續(xù)維護工作不便， 實際應用也較少。 新興的gprs技術 “ 風險小、 見效快、網(wǎng)絡覆蓋好、實施方便快捷” ， 是選用g p rs 網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程自動抄表的優(yōu)勢所在15。 通過管理的有效整合、 配置和再分配， 使得資 華北電力大學碩十學位論文 源利用率、工作效率、服務質(zhì)量得到有效保證和技術支持。g p rs技術通過對監(jiān)控電 能表的遠程操作， 簡化停送電程序， 供電服務承諾更具人性化， 改善供電行業(yè)服務的 社會形象， 提高經(jīng)濟效益， 促進供電營銷體制改革的深入進行。 13課題內(nèi)容概述 本課題主要研究基于 gprs 技術的遠程自動抄表管理軟件系統(tǒng)，重點為前置機 通訊和前置機應用兩大部分。論文研究分析了遠程自 動抄表系統(tǒng)中的三種關鍵技 術， 整體設計了基于g p r s的遠程自 動抄表系統(tǒng)。 最后， 運用visusl+6 . 0 和s y b a s e 數(shù)據(jù)庫技術，重點實現(xiàn)了管理軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、電費管理、檔案管理等功能。 論文分為五章介紹課題工作: 第一章為引言部分，闡述了論文的研究背景及研究意義，介紹了國內(nèi)外的研究 動態(tài)。 第二章研究分析了遠程自動抄表系統(tǒng)中的三種關鍵技術:g p r s通信技術，管 理軟件涉及到的s ybas e 數(shù)據(jù)庫技術以 及通信規(guī)約。 第三章對基于g r rs遠程自 動抄表系統(tǒng)進行了整體設計，確定了系統(tǒng)整體方案， 根據(jù)帶 g p rs 模塊采集終端的功能設計，給出了其硬件結構組成，并設計了系統(tǒng)軟 件部分。最后，提出了一種雙模式通信的方式。 第四章設計實現(xiàn)了基于g p r s遠程自動抄表管理軟件系統(tǒng)， 先介紹了開發(fā)環(huán)境、 系統(tǒng)的需求和設計，然后對管理軟件系統(tǒng)的各個模塊的功能及實現(xiàn)進行了詳細地分 析。 第五章為結論部分，對課題所完成的工作進行了總結，并對課題的后續(xù)研究提 出了看法。 華北電力大學碩十學位論文 第二章 遠程自動抄表系統(tǒng)的關鍵技術 2 . ig p r s 通信技術 隨著無線通訊技術的發(fā)展， g p rs 技術在數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽萌找鎻V泛。它使用分組 交換技術，能兼容g s m 并在網(wǎng)絡上更加有效地傳輸數(shù)據(jù)和信令，并且信息管理中心 的服務器只需要是普通的接入因特網(wǎng)的主機，大大節(jié)省了服務器端的開銷，本論文 中遠程自動抄表系統(tǒng)即采用g p rs 技術通信方式。 2 . j . ig p r s的特點 g p r s( g e n e r a 1p a c k e tr a d i os e r v i c e )是通用分組無線業(yè)務的簡稱.它采用 與g s m 相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結構、無線調(diào)制標準、跳頻規(guī)則及相同的t d ma 幀結構，在 g s m網(wǎng)絡基礎之上，新增兩個節(jié)點s g sn ( 服務 g p rs 支持節(jié)點)和 ggsn ( 網(wǎng)關 g p rs 支持節(jié)點)而形成的移動分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。g p rs 網(wǎng)絡分兩部分:無 線接入和核心網(wǎng)絡。無線接入部分在移動臺與基站子系統(tǒng)( b s s)之間傳遞數(shù)據(jù);核 心網(wǎng)絡在b s s 和標準數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡邊緣路由器之間中繼傳遞數(shù)據(jù)。 g p r s 具有以下特點e: ( 1) 在核心網(wǎng)路中引入gprs 支持節(jié)點 ( g s n)， s g s n 和g g s n 采用分組交換平臺 方式，定義了基于t c p / ip 的gtp 方式來承載高層數(shù)據(jù)。g g s n 支持與外部分組交換 網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于 ip的g p rs 骨千網(wǎng)和 s g s n 連通。 ( 2 )通過g g s n 實現(xiàn)了與標準 i n t e r n e t 的無縫連接，在g g s n可實現(xiàn)與外部 i p 網(wǎng)絡的透明與非透明的連接，支持特定的點到點和點對多點服務，以實現(xiàn)一些特殊 應用，如遠程自動抄表等。g p rs 也允許短消息業(yè)務 ( s m s) 經(jīng)g p rs無線信道傳輸。 ( 3) gprs 非常適合頻繁的、數(shù)據(jù)量小的突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務，同時也適合偶爾的大 數(shù)據(jù)量業(yè)務。它能高效利用信道資源在無線接口” a c / r lc層無線資源的有效管理， 以及核心網(wǎng)部分適于數(shù)據(jù)傳送的分組交換方式， g p rs 網(wǎng)絡適于突發(fā)性數(shù)據(jù)的有效傳 送， 它支持四種不同的q o s 級別。 一般來說， g p rs能在0 . 5 一15之內(nèi)恢復數(shù)據(jù)的重 新傳輸。 ( 4 ) g p r s 支持中、高速率的數(shù)據(jù)傳輸，可提供9 . 05一171 . z kbps 的數(shù)據(jù)傳輸速 率 ( 每用戶) 。g p rs 目 前實際能夠提供的極限速率是 40. 2 一53. 6 k b p s ， 這個速率沒 有考慮到因為各層重傳導致的傳輸速率下降，因此實際速率和理想速率相差甚遠。 ( 5 ) 用戶數(shù)據(jù)在m s 和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間透明地傳輸， 它使用的方法是封裝和隧 華北電力人學碩士學位論文 道技術:數(shù)據(jù)包用特定的 g p rs 協(xié)議信息打包并在 m s和 g g s n之間傳輸。這種透明 的傳輸方法縮減了g p rs plmn對外部數(shù)據(jù)協(xié)議解釋的需求，而且易于將來引入新的 互通協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)能夠壓縮，并有重傳協(xié)議保護，因此數(shù)據(jù)傳輸高效且可靠。 ( 6) gprs 的資源利用率高。它引入了分組交換的傳輸模式， 使得原來采用電路 交換模式的gsm 傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源稀缺的情況下顯 得尤為重要。用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期le刁 占用資源。這意味著多個用戶可高 效率地共享同一無線信道， 從而提高了資源的利用率。 g p rs 可以實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流量、 業(yè)務類型及服務質(zhì)量 ( q o 5) 等級的計費功能，計費方式更加合理，用戶使用更加 方便。 2 . 1 . zg p r s 系統(tǒng)介紹 ( 1 )網(wǎng)絡結構 gprs在現(xiàn)有的g s m 網(wǎng)絡基礎上疊加了一個新的網(wǎng)絡，通過增加一些硬件設備并 對原有網(wǎng)絡升級， 形成了一個新的網(wǎng)絡邏輯實體， 提供端到端、 廣域的無線ip連接。 g p r s 的網(wǎng)絡結構如圖2 一 1 所示1 7 。 從網(wǎng)絡側(cè)看，新增s gsn( 服務g p rs支持節(jié)點)和g g sn ( 網(wǎng)關gprs支持節(jié)點)這 兩種網(wǎng)絡實體以及g b 、g n / g p 、g i 、g r 、g f 、g d 、g s 、g c 等接口而形成的移動分組 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。因此，g p rs的基本功能是在移動終端與計算機通信網(wǎng)絡的路由器之間提 供的分組傳遞業(yè)務。ggsn在gprs網(wǎng)絡和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)之間起關口站的作用，它可以和 多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如工 s d n 和lan 等。s g s n 紀錄移動臺當前位置信息，并在 移動臺和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，為服務區(qū)所有用戶提 供雙向的分組路 由。 華北電力人學碩士學位論文 p dn】 tf 圖2 一 ig p r s 網(wǎng)絡結構 下面對圖中的主要相關功能實體具體進行說明。 s g s n s g sn 是gprs業(yè)務支持節(jié)點， 它相當于傳統(tǒng)gsm 系統(tǒng)中的m s c/y l r 。 主要功能 是對移動臺 ( 本課題中即為采集終端，下同)進行授權和移動性管理，進行路由 選擇， 建立移動臺到g g sn 的傳輸信道， 接收基站子系統(tǒng)傳來的移動臺數(shù)據(jù)， 進行 協(xié)議轉(zhuǎn)換后通過g p rs骨干網(wǎng)傳給g c s n 或?qū)⒎纸M發(fā)送到同一服務區(qū)內(nèi)的移動臺， 并計費和業(yè)務統(tǒng)計。 g g s n 它是接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點，對外部網(wǎng)絡來說，它就是一個子網(wǎng)絡路由器。 g gsn 接收移動臺發(fā)送的數(shù)據(jù)，選路到相應的外部網(wǎng)絡，或接收外部網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)， 根據(jù)其地址選擇g p rs 網(wǎng)內(nèi)的傳輸信道，傳給相應的s g sn。此外，g gsn 還有地址 分配和計費等功能。s gsn和 g gsn的功能可以在一個物理節(jié)點內(nèi)實現(xiàn)，也可以放 置在不同的物理節(jié)點內(nèi)，s g s n 和g g sn處于不同的plmn 內(nèi)。 移動臺 ( m s) 華北電力人學碩十學位論文 完整的g p r s 移動臺由“ 移動設備 ( m e) +s晰 卡”構成。g p rs 移動臺分為 3 類: a 類g p r s 終端、b 類g p r s終端和c 類g p r s 終端。 基站子系統(tǒng) ( b s s ) b s s 由一個基站系統(tǒng)控制器 ( b s c)和一個或多個基站收發(fā)信機( b t s) 組成g p rs 共享gsm 系統(tǒng)的基站， 但b sc 需要增加處理分組數(shù)據(jù)及無線分組信道管理的pcu(分 組控制單元) 模塊，同時b sc 中還要增加新的移動性管理軟件。并且由于 g p r s采 用了新的編碼方案，還需對現(xiàn)有g sm網(wǎng)絡的b ts進行改造。 g p r s 移動臺與g s m 基站通信，如圖2 一 2 所示， 與電路交換或數(shù)據(jù)呼叫不同，c p rs 分組是從基站發(fā)送到s g sn節(jié)點。s g sn與g g sn進行通信，g g sn對分組數(shù)據(jù)進行相應的 處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡，如工 n t ern e t 或x . 25網(wǎng)絡，來自工 nternet 、標識有移動臺 的ip包，由g gsn 接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到s g sn，繼而傳送到移動臺上。 b si一 側(cè)s g s n一叫ggs n卜科玩t e 川 e t 卜洲gg s ni一 一 叫s g s n卜 叫ms 圖2 一 2基站和移動臺之間的通信 (2) g p r s 傳輸協(xié)議棧 g p r s 的傳輸協(xié)議棧如圖2 一 3 所示7 。 圖2 一 3g p r s的傳輸協(xié)議棧 從g p r s 傳輸協(xié)議棧中，可以看出數(shù)據(jù)包從外部網(wǎng)絡傳到移動臺要經(jīng)過四個接 口，g i 、g n 、g b 和u m 。 華北電力大學碩七學位論文 gi接口:外網(wǎng)與g g s n 之間的接口。在這個接口上可以設置隧道 ( t unnel) ， 以保證用戶到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)之間的安全性，但沒有新的協(xié)議。 g n 接口:g g s n 與s g s n 之lb的接口。g t p g p r st u n n e l i n gp r o t o c o l )協(xié)議在 gprs骨干網(wǎng)之間提供協(xié)議信道，所有的g tp分組數(shù)據(jù)協(xié)議的p d us應有g tp協(xié)議進行封 裝。 它實現(xiàn)了從g g sn到s g sn的虛擬傳輸通路， 即隧道。 g tp協(xié)議數(shù)據(jù)包需要由tcp / u dp 來承載，t c p/u d p 的數(shù)據(jù)包進一步封裝成ip包，此包的目的地址即為目標s g s n 的地 址。數(shù)據(jù)到達s g s n 之后，層層解封，最終還原出用戶的ip數(shù)據(jù)包，交給ip r elay軟 件模塊。 g b 接口: s g s n 和b s s 之iaj的接口。 s n d c p ( s u b n e t ， o r k d e p e n d e n t c o n v e r g e n c e p r o t o c o l ) 協(xié)議是網(wǎng)絡層協(xié)議，s n d c p 及以下各層稱作g p r s 承載 ( g p r sb e a r e r )， sndcp 層對原始數(shù)據(jù)進行分組、打包、壓縮、確定t c p 八p 地址和加密方式等處理. b s s g p( b a s es t a t i o ns y s t e mg p r sp r o t o c o l )是s g s n 與b s s 通訊的最上層協(xié) 議，它支持s g s n 和b ss之間傳送路由信息和q os信息，執(zhí)行s g s n 和bsc( 基站控制器) 之間信令管理和分組確認功能。 n s( n e t w o r ks e r v i c e )用來傳輸b s s g pp d u s ，目 前這個服務是基于幀中繼p v c 的。數(shù)據(jù)到達b ss之后，同樣是層層解封，最終得到的是l lc數(shù)據(jù)幀，b ss并不對比c 幀做處理，而只是透明轉(zhuǎn)發(fā)。 u m 接口:b s s 和m s 之間的接口。r l c( r a d i ol i n kc o n t r o l )將l l c 數(shù)據(jù)幀拆 分成便于空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，并負責空中接口的可靠性保障。m ac層的功能是控制 空中資源的使用，下行傳輸時，m a c 必須標識當前的數(shù)據(jù)塊是給哪一個移動臺的， 上行傳輸時，必須指定當前資源由誰使用. 2 . 1 . 3g p r s的數(shù)據(jù)傳輸 移動臺和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為 p dp 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 ( p o u) ， p d pp d u 在移動臺和g g s n 之間傳輸時，是以n 一 p du 的形式傳輸?shù)?，每個 n 一 p du 最大為 1 5 0 0 字節(jié)。 如果比1 5 0 0 字節(jié)小，可以正常傳輸，如果比1 5 0 0 字節(jié)長，則傳輸時必須將 其分段，如果不支持分段功能，就只能將其丟棄。g g s n 和 s g s n 之間，p dp p du 將 其封裝后，利用隧道協(xié)議傳輸，g tp p du 頭中有 g sn 的地址，便于尋址。gtppdu 的頭部還包括隧道標示，用于唯一地標示一個p dp上下文。s gsn 之間，p dp p du利 用sdn c p 協(xié)議傳輸，在這里pdp 上下文通過臨時邏輯鏈路標示 ( t l l i) 和網(wǎng)絡層接 入點標示 ( n a s pi) 來唯一標示，如圖2 一 4 所示isj。 華北電力大學碩士學位論文 回 日 ， 臨時邏輯鏈路10 ( 丁 l l o) 網(wǎng) 絡層接入點山 ( 卜s ap i ) 圖2 一 4g p r s 數(shù)據(jù)傳輸過程 由上圖可以看出， g p rs支持外部網(wǎng)絡與移動臺之間的透明傳輸， 在數(shù)據(jù)傳輸時， 在移動臺、s g s n 、g g s n中把數(shù)據(jù)包封裝起來，根據(jù)移動臺、s g s n 、g g s n中的 p d p ( 分組數(shù)據(jù)協(xié)議) c ont e x t 選擇路由傳輸數(shù)據(jù)包。g p rs 骨干網(wǎng)利用 g p rs 隧道協(xié)議 g t p 對 ip或x . 25分組進行封裝， 然后將gtp 協(xié)議數(shù)據(jù)單元插入t c p p d u 或者u d p p d u 中，而t c pp d u 或u d pp d u 又是封裝在 i pp d u中進行傳輸。在 i p 和 g t pp d u頭部 分別包含地址的隧道端點標識符 ( t id)，用它們來唯一確定地址和 pdpc ont ext ， 從而正確地將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡亍?在s g sn和移動臺之間傳輸數(shù)據(jù)包， pdp pdu 被封裝在snd c p 協(xié)議數(shù)據(jù)單元中傳輸， 利用臨時邏輯鏈路標識 ( t l l i) 和網(wǎng)絡服務訪問點標識符 ( n sapi)唯一確定p dp context 。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，g gsn 和s g sn保存接受到的pdu 直至這些p du被發(fā)送到 下一個節(jié)點或者超時丟棄。此外，g g sn和s g s n 還分別把從sndcp 和gi接口收到的pdp p d u 加上相應的序列號， 再把p d pp d u 傳送到s n d c p 之前s g s n 還可能對p d pp d u 重新排 列.本課題中的g p rs采集終端就是通過這個過程連接到工 n t e r n e t 網(wǎng)絡。 2 . 14g p r s的網(wǎng)絡特性 ( 1) 分組交換 分組交換的基本過程是把數(shù)據(jù)先分成若干個小的數(shù)據(jù)包，可通過不同的路由， 以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的接力方式傳送到目的端，從而組裝成完整的數(shù)據(jù)。分組交換可以使不 同的數(shù)據(jù)傳輸 “ 共用”傳輸帶寬:有數(shù)據(jù)時占用帶寬，無數(shù)據(jù)時不占用，從而分享 資源。同時分組交換可以提供靈活的差錯控制和流量控制，主要是在端到端的高層 華北電力大學碩七學位論文 進行， 以減少中間網(wǎng)絡低層環(huán)節(jié)不必要的開銷; 也可以在網(wǎng)絡部分環(huán)節(jié)上增加控制， 提高安全性。另外，通過設置服務等級q os等手段，可以有效地控制和分配延時、 帶寬等性能，所以分組交換非常適用于遠程自動抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)應用。 ( 2 )頻譜效率 在g sm無線系統(tǒng)中，無線信道資源非常寶貴。如采用電路交換，通信需要建立 端到端的連接，在通信過程中要獨占信道，每條gsm 信道只能提供9 . 6 k b p s 或 14 4 k b p s 傳輸速率。如果多個組合在一起最多8 個時隙，雖可提供更高的速率，但 只能被一個用戶獨占，在成本效率上顯然缺乏可行性。而采用分組交換的gprs則可 靈活運用無線信道，每一個用戶可以有多個無線信道，而同一信道又可以由幾個用 戶共享，從而極大地提高了無線資源的利用率。在理論上，g p rs可以將最多8 個時 隙組合在一起，給用戶提供高達 1 7 1 . z k b p s的帶寬，從1 4 . 4 k 一1 7 1 k b p s ，足足比 以前超出了10倍的傳輸速度，保證了更大數(shù)據(jù)量的傳輸，更快的因特網(wǎng)接入。由于 g prs 用戶的數(shù)據(jù)通信費用是以數(shù)據(jù)量為基礎，而不考慮通信時長，所以g p rs用于ip 業(yè)務的接入將更為用戶所接受。g p rs最大的特點就是 “ 永遠在線”。人們可以隨時 獲得即時的更新結果，只要移動設備打開，就會一直收到信息，這使它成為理想的 數(shù)據(jù)傳輸方法。 ( 3 )i n t e r n e t 識別 典型的互聯(lián)網(wǎng)連接是: 用戶通過撥號接入某一工 sp， 通過工 sp的網(wǎng)絡訪問互聯(lián)網(wǎng)。 因此用戶需要付撥號電話費和網(wǎng)絡使用費兩部分費用，而g s m 作無線接入時付無線 網(wǎng)絡電話費。如果通過g p rs接入互聯(lián)網(wǎng)則有很大的不同，因為g p rs是無線分組數(shù)據(jù) 系統(tǒng)，只要用戶一打開g p r s 終端，就已經(jīng)附著到g p rs網(wǎng)絡上，g p rs通過允許現(xiàn)存的 i n t e r n e t 和新的g p rs網(wǎng)絡的互通首次完全實現(xiàn)了移動工 n t e r n e t 功能。也就是用戶通 過gprs系統(tǒng)的網(wǎng)關g gsn 連接到互聯(lián)網(wǎng)，g g sn還提供相應的動態(tài)地址分配、路由、名 稱解析、安全和計費等互聯(lián)網(wǎng)功能。目前任何一種在固定i nternet 上的業(yè)務 ( 如文 件傳輸協(xié)議f tp、網(wǎng)頁瀏覽、交談、信函、遙信)通過利用g p rs將同樣能在移動網(wǎng) 絡上實現(xiàn)。所以，移動業(yè)務運營商同時也是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的提供商。 21 . 5基于g p r s 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩苑治?由于g p r s 系統(tǒng)采用分組交換和傳輸技術，并采用基于 ip技術為基礎的網(wǎng)絡通 信協(xié)議，所以在g p rs系統(tǒng)中會遇到各種安全缺陷和安全威脅。而安全性是g p rs 能 否在遠程自動抄表中得到應用的一個重要問題。因為遠程自動抄表系統(tǒng)中傳輸?shù)拇?多數(shù)數(shù)據(jù)，如用戶電表的電量、需量、電壓、電流、有功功率等數(shù)據(jù)和用戶息息相 關，因此我們必須重點考慮其安全問題。 華北電力人學碩士學位論文 21 . 5 . 1可能存在的不安全因素 在g p rs 網(wǎng)絡接入系統(tǒng)網(wǎng)上主要可能存在以下不安全的因素: ( 1) 接入部分的因素。g prs 與i n t e r n e t 是無縫連接的，其用戶信息的傳輸經(jīng) 過無線部分和有線網(wǎng)絡部分 可能是i n t ern e t 或者專網(wǎng))，g p rs的主干網(wǎng)是基于ip 協(xié)議的，而許多攻擊者對t c p 八p 協(xié)議是非常熟悉的。從這點來說，g p rs安全性非常 重要。 ( 2) 計算機系統(tǒng)的因素。在gprs綜合接入系統(tǒng)中，域名服務器、計費網(wǎng)關、 認證服務器等系統(tǒng)內(nèi)主存儲器和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等資源可能被未授權者非法存取，對 重要的數(shù)據(jù)進行瀏覽、篡改和破壞;操作系統(tǒng)和應用服務中可能因被設置特洛伊木 馬、邏輯炸彈或病毒而遭到攻擊。 ( 3) 人員管理上的因素由于系統(tǒng)管理、維護、操作人員缺乏訓練或不可靠而 造成g p r s 接入系統(tǒng)網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)被泄漏、篡改、破壞以及設備受損、業(yè)務中斷等事 故。 2 . 1 . 5 . zg p r s 安全措施 g p r s 能提供的安全措施包括: . 防止未經(jīng)授權使用 gprs業(yè)務 ( 認證和業(yè)務請求驗證) ; . 提供用戶識別碼保密 ( 臨時識別碼和保密) ; . 提供用戶數(shù)據(jù)保密 ( 加密) . 21 . 5 . 3g p r s 安全系統(tǒng)實現(xiàn) gprs網(wǎng)是一個私有ip網(wǎng)，主要是為移動數(shù)據(jù)用戶接入到工 n t ern e t 等外網(wǎng)提供 服務.gprs網(wǎng)除了包含s g sn、g g s n 等重要網(wǎng)絡節(jié)點外，還同時包含網(wǎng)管應用系統(tǒng)、 計費應用系統(tǒng)、d n s 系統(tǒng)等重要應用系統(tǒng)。因此g prs 網(wǎng)的安全非常重要，它直接影 響到g p r s 綜合接入系統(tǒng)的安全以及對用戶的信譽，所以對gprs網(wǎng)要進行重點保護。 由于 g p r s網(wǎng)絡是在 g s m網(wǎng)絡中添加新的網(wǎng)絡節(jié)點來使網(wǎng)絡升級，因此，gprs 系統(tǒng)的安全體系結構及其實現(xiàn)并沒有得到很大的改變，與gsm 系統(tǒng)的安全體系結構 基本相同，其用戶的身份認證過程與gsm 認證過程類似，同樣是依賴于用戶和移動 服務網(wǎng)絡之間的共享密鑰的保密性實現(xiàn)的。不同之處僅在于認證的實體由 m s c/v lr 轉(zhuǎn)移到s g s n 。加密方面， g p r s 采用新a 。 加密算法強度有所增加， 加密的范圍由gsm 系統(tǒng)中從移動臺 到基站部分 ( 即 無線接口 部分) 擴展到移動臺到s g s n 川 。 ( 1 )移動臺 ( m s )與s g s n 的連接安全 華北電力人學碩十學位論文 這部分的安全主要是對用戶身份的驗證和對用戶通信的加密。m s 通過s gsn 的連 接，在空中接口上與gsm 有相同的安全保護，都必須對m s 的身份進行驗證，驗證時 用到的識別碼為國際移動用戶識別碼i ms i ( hi t ernat i o n a l m o b i l e s u b s c r i b e r i d e n t i fi c at i o n n u m b er)及密鑰k i 。i m s i 及k i 同時存儲在m s 及網(wǎng)絡內(nèi)，當s g s n 需要對 m s 進行驗證時，會向h lr發(fā)出ms的1 協(xié) 51并提出驗證要求，hlr 命令auc 提供驗證需要 的資料，a u c 接到h l r 的命令后隨機產(chǎn)生變量ran d ，ran d 與ki經(jīng)a 3 算法計算出s r es。 這些和驗證有關的rand、s r es資料，傳回并存儲在h lr數(shù)據(jù)庫內(nèi)，h lr將r a n d 送到m s 上，m s 也是用k i 與r a n d 以同樣的a 。 算法計算出s r e s ，若幼 5 產(chǎn)生的s r e s 和系統(tǒng)的s r e s 相同， 驗證就算成功。 在加密上引入了新的加密算法a ， 加密算法且加密是在s g sn 和 ms間進行的，這要比 gsm 采用在b ts和ms之間加密有更高的安全性。在這個連接節(jié)點 還一定要避免用戶非法訪問g p rs網(wǎng)上的其它重要應用系統(tǒng)，如網(wǎng)管系統(tǒng)、計費系統(tǒng) 等。 ( 2 )s g s n 到g g s n( 端到端)的數(shù)據(jù)傳輸服務安全 s g s n 和g g s n 利用g p r s 隧道協(xié)議 ( g t p )對i p 或x . 2 5 分組進行封裝，實現(xiàn)二者之 間的數(shù)據(jù)傳輸。工 p s e c 為g t p 信令和業(yè)務數(shù)據(jù)加密，令其可以通過外部ip網(wǎng)絡安全地 傳送。 ( 3 )g g s n 與i n t e r n e t 等外網(wǎng)的連接安全 對于中國公眾移動數(shù)據(jù)ip接入網(wǎng)通過g g sn的連接， 為了避免工 n t e r n e t 等外網(wǎng)上 非法用戶的攻擊， 必須在g gsn 的出口處設置防火墻， 并且在內(nèi)部設置安全認證( a a a ) _ 服務器，防止非法用戶對內(nèi)部gprs網(wǎng)的攻擊。同時在gprs網(wǎng)內(nèi)部利用radius ( 遠程 驗證用戶撥入服務協(xié)議)或t a c a c s( 終端訪問控制器訪問控制系統(tǒng))協(xié)議， 集中管 理網(wǎng)絡用戶的帳號及口令， 控制網(wǎng)絡用戶的權限， 并將網(wǎng)絡用戶的網(wǎng)上主要操作寫 入日志文件， 便于在系統(tǒng)發(fā)生故障時進行分析、跟蹤和審計. 最后， 移動臺與int e r n e t 等外網(wǎng)的連接是通過建立通道進行的， 這就避免外部 用戶對內(nèi)部g prs綜合接入系統(tǒng)設備的直接訪問， 如圖2 一 5 所示。 u s e l 創(chuàng)elp u b l i c i pa d d ress 凡 德1 s ndcpi gtp 泣!尸! 一 麗一 ，!) 一!州淚 sgs nogs n 圖2 一 5移動用戶與i n t e r n e t 等外網(wǎng)連接經(jīng)由g p r s 的通道 華北電力大學碩十學位論文 此外， 還可以在g p rs網(wǎng)上選擇合適的網(wǎng)絡安全監(jiān)測點，并結合完善的網(wǎng)絡安全 測試工具，能夠使g p rs網(wǎng)的安全人員對g p rs網(wǎng)各方面的安全性進行檢測、校正和監(jiān) 測，從而準確、綜合地評估g p r s 網(wǎng)的安全性和g p rs網(wǎng)安全措施實施的有效性。 由上面的分析可以看出，通過采用各種安全措施，g p rs技術用于遠程自動抄表 系統(tǒng)是可以保證數(shù)據(jù)傳輸安全的。當然， 為了保證遠程自動抄表系統(tǒng)的安全，不能 只依賴于g p r s 網(wǎng)絡自 身的安全機制， 而應該使用多層次， 多技術相結合的保密方式。 即在應用層、網(wǎng)絡層、傳輸層和物理層上進行全方位的數(shù)據(jù)保護，保證信息在傳輸 過程中的安全。 22管理軟件涉及的數(shù)據(jù)庫技術 在本課題遠程 自 動抄表管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，運用到兩種關鍵技術，一是 v i s u a 1c 十 + 編程語言，用于軟件系統(tǒng)源程序代碼的編寫;另一個是s y 匕 ase 數(shù)據(jù)庫管 理系統(tǒng)， 用于存儲和管理數(shù)據(jù)。對于v i s u al c+ 大家都比較熟悉， 在這里不再贅述。 下面重點介紹一下s y b a s e 數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)中涉及到的數(shù)據(jù)庫技術， 作簡要的分析， 并 給出一定的實例1101 。 2 . 2 is y b a s e 數(shù)據(jù)庫簡介 s y b a s e數(shù)據(jù)庫是美國 s y b a s e公司推出的客戶/ 服務器型 ( c l i e n t / s e r v e r )關 系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，隨著s y b a s es y s t eln版本的不斷升級，它在中國軟件產(chǎn)業(yè)的影 響逐步擴大，成為國內(nèi)以client/ server 網(wǎng)絡體系結構為平臺的大型關系數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)的主流產(chǎn)品之一。 s y b a s e 除了支持傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫對象 ( 如數(shù)據(jù)庫、 表) 一 和特性外， 也支持現(xiàn) 今關系型數(shù)據(jù)庫常用的對象如存儲過程 ( s t o r e dp r o c e d u r e ) 、視圖 ( v i e w )等。 此外， 它還支持目 前關系型數(shù)據(jù)庫必定要支持的標準查詢語言s q l ( s t ructu r e d q u e r yl a n g u a g e ) 。 s y b a s es y s t em 有一套完整的、靈活而易于使用的管理工具。這些工具幫助系 統(tǒng)管理員及用戶進行數(shù)據(jù)復制、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)性能優(yōu)化、系統(tǒng)監(jiān)控，以及應用軟 件開發(fā)或發(fā)布等一系列工作。 ( 1 )s q ls e r v e rm a n a g e r sql s e r v er manag er是一個帶交互界面的易于使用的管理工具，可簡化系統(tǒng)管 理，幫助管理者控制s y b asesqls erv e r 系統(tǒng)并保證業(yè)務運作的順利進行，它具有 分配和管理存儲資源、管理用戶登錄和用戶訪問權限，執(zhí)行復雜的備份和恢復操作 等功能。管理者可以在不了解 s q l 語法的情況下通過直觀的圖形了解用戶界面、配 華北電力大學碩士學位論文 置和控制 s q ls e r v e r 環(huán)境，從而確定和解決問題。 ( 2 )s y b a s ec e n t r a l s y b a s e c e n t r al也是一個圖形化界面的工具。 可以管理服務器， 管理表、 視圖、 過程等數(shù)據(jù)庫對象，還可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和備份數(shù)據(jù)等，它是一個集中的數(shù)據(jù)庫管理 工具，管理者只要學習一種管理界面就可以完成所有管理任務。 ( 3 )s q ls e r v e r幼 o n i t o r sqls e r v e rm oni t or是一個易于使用的工具，可以幫助管理者減輕有關優(yōu)化系 統(tǒng)性能方面的負擔。它可以圖形化